EP2734426A1 - Elektromagnetisch betätigbares ventil - Google Patents

Elektromagnetisch betätigbares ventil

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Publication number
EP2734426A1
EP2734426A1 EP12724974.6A EP12724974A EP2734426A1 EP 2734426 A1 EP2734426 A1 EP 2734426A1 EP 12724974 A EP12724974 A EP 12724974A EP 2734426 A1 EP2734426 A1 EP 2734426A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
valve
axial stop
valve according
spring
Prior art date
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Granted
Application number
EP12724974.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2734426B1 (de
Inventor
Klaus Heyer
Frank Kaestner
Norbert Alaze
Dietmar Kratzer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2734426A1 publication Critical patent/EP2734426A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2734426B1 publication Critical patent/EP2734426B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/36—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition including a pilot valve responding to an electromagnetic force
    • B60T8/3615—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
    • B60T8/363—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems in hydraulic systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/029—Electromagnetically actuated valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves

Definitions

  • Electromagnetically Operated Valve The invention relates to an electromagnetically operable valve, in particular for
  • Valves of the type mentioned in the introduction are known from the prior art, for example as metering or injection valves for motor vehicles.
  • document EP 1 232 082 B1 discloses an electromagnetically operable valve with a sleeve in which a magnetic core and a magnetic armature actuating a valve element are arranged so as to be axially displaceable.
  • the valve element acts with a valve opening for closing or
  • Valve opening in the de-energized or de-energized state of the valve is closed / is.
  • One of the spring elements is designed as a disc spring, the anchor end face of the armature, so the
  • Magnetic core facing end face of the magnet armature at least in an actuation of the valve acted upon by a spring force.
  • the disc spring is held between the core end face, that is, the magnet armature facing end face of the magnetic core, and the armature end face, so that the disc spring is supported on the magnetic core to apply the magnet armature with a spring force can. Disclosure of the invention
  • the valve according to the invention is characterized by the features of claim 1. It has the advantage that the core end face can be designed essentially freely, without having to take account of the intermediate disc spring or its contact point on the core end face. As a result, the core end face can be optimally designed with regard to the magnetic flux.
  • the valve according to the invention is characterized in that the
  • the disc spring is so on the sleeve that it is supported on it.
  • the disc spring is frictionally or non-positively supported on the sleeve.
  • the disc spring is pressed, for example under elastic and / or plastic deformation in the sleeve
  • the spring element is positively supported on the sleeve, since then high forces can be transmitted safely without the spring element can be released from its position or from the support point.
  • the sleeve has an axial stop for this purpose.
  • the axial stop is preferably arranged on the inside of the sleeve such that it is axially between the magnet armature and the magnetic core or at the height of the
  • the axial stop is arranged with respect to the core end face reset, in which case the core would have to have a corresponding lateral recess at this point, where the axial stop of the sleeve rests.
  • the axial stop is preferably attached as a separate component to the sleeve or integral with the sleeve
  • the sleeve has a diameter taper to form the axial stop. Due to the diameter taper, a shoulder is formed in the sleeve, which serves as an axial stop.
  • the diameter narrows along the entire length Circumference of the sleeve, as a result, an annular, in particular annular shoulder and thus an annular or annular axial stop offered, on which the spring element is supported.
  • the diameter taper can extend only locally over a narrow axial region of the sleeve, so that before and behind the
  • the sleeve has the same diameter, or it may be defined by a stepped configuration of the sleeve with two different diameters.
  • the axial stop is generated by a deformation of the shell wall of the sleeve.
  • the sleeve has at least one peripheral bead to form the axial stop.
  • the bead can be produced for example by subsequent rolling of the sleeve or the like.
  • the sleeve has at least one, in particular a plurality of longitudinal beads distributed uniformly in particular uniformly distributed over the circumference of the sleeve for forming the axial stop.
  • the longitudinal beads end or begin at the same height, where the axial stop should be provided.
  • the longitudinal beads are provided in addition to one or more circumferential beads, whereby the stability or rigidity of the sleeve is improved.
  • the longitudinal beads and also the circumferential beads are preferably introduced by an embossing process in the sleeve.
  • the sleeve is plastically deformed in the region of the axial stop for stiffening the sleeve.
  • the one or more longitudinal corrugations can be provided for this purpose.
  • areas of the sleeve produced by crimping or pressing can be assigned to the axial stop.
  • the sleeve is heat-treated at least in the region of the axial stop. This will ensures that the sleeve has a higher rigidity at least in the region of the axial stop, so that even with a long service life of the valve, the spring element finds a secure base on the axial stop.
  • At least one stiffening element associated with the axial stop is arranged.
  • the stiffening element is expediently fastened / attached to the sleeve, so that it receives the shape of the sleeve, even at a high load, at least in the region of the axial stop.
  • Particularly preferred is the stiffening element on the
  • the stiffening element is designed as a stiffening ring, which is pushed onto the sleeve. It corresponds to the
  • Inner diameter of the ring at least substantially the
  • the inner contour of the stiffening ring corresponds to the outer contour of the sleeve in the region of the axial stop.
  • the diameters are selected such that the stiffening ring can be pressed onto the sleeve, as a result of which it is frictionally secured to the latter.
  • fasteners such as a
  • the stiffening element may also be a mounting element of the valve.
  • the stiffening element can be formed for example by a body part or the housing of a structural unit, to which the valve is attached or is.
  • Figure 1 shows a known magnetic valve
  • Figure 2 shows the solenoid valve with an axial stop for a spring element
  • Figure 3 shows the valve of Figure 2 with an additional
  • Figure 5 shows the valve with a cup-shaped spring element
  • valve 6 shows the valve with a longitudinal bead, each in one
  • FIG. 1 shows, in a longitudinal section illustration, an electromagnetically operable valve 1, which can be installed in particular in hydraulic systems of motor vehicles.
  • the valve 1 has a substantially cylindrical sleeve 2, which carries at one end a magnetic core 3 which is fixedly connected to the sleeve 2.
  • the magnetic core 3 is associated with a coil, not shown here, by the energization of the magnetic core 3 attracts an axially displaceably arranged in the sleeve armature 4.
  • the armature 4 has a stepped through hole 5, in which on the side facing away from the magnetic core 3, a valve element 6 is held, which has a valve tip 7, with a valve seat or with a valve opening 8 for closing or releasing a
  • Flow cross-section cooperates.
  • an axially displaceable pressure piece 9 is further held, which is acted upon at one end by a spring element designed as a helical spring 10, which is supported at one end to the valve element 6, and the other end to the
  • the magnet core 3 in this case has a magnet armature 4 facing, rotationally symmetrical core end face 1 1, and the magnet armature 4 a magnetic core 3 facing, rotationally symmetrical armature end face 12.
  • the pressure member 9 protrudes beyond the armature end face 12 and is located on the core end face 1 first in the middle.
  • rotationally symmetrical disc spring 14 is formed and between the Core end face 1 1 and the anchor end face 12 is held clamped or biased.
  • the spring element 13 In the illustrated starting position, ie in the unactuated state, the spring element 13, however, need not necessarily be biased or held clamped.
  • the training can also be made according to an alternative embodiment such that the
  • the disc spring 14 has centrally an opening 15 through which the pressure piece 9 protrudes to the at
  • the core end face 1 1 has in the middle a region in which the core end face 1 1 extends perpendicular to the axis of the valve 1, and on which the pressure piece 9 rests. This region has a radius which extends beyond the pressure piece 9 and thus forms a bearing surface for the disc spring 14.
  • the armature 4 has at its anchor end face 12 a
  • Woodruff key 14 with its outer edge region.
  • the disc spring 14 thus forms with the armature 4 and the magnetic core 3 each have a contact point 16 and 17, respectively, in the present
  • Embodiment are designed as annular bearing surfaces.
  • the core end face 1 1 and the armature end face 13 in radial extension, that is, starting from the axis of the valve 1, formed obliquely, wherein the inclined portions extend substantially parallel to each other, so that the core end face 1 1 and the armature end face 12 formed complementary so far are.
  • the solenoid valve when the solenoid valve is energized or actuated, the magnetic core 3 attracts the armature 4, whereby the braced held therebetween disc spring 14 is deformed, thereby generating a spring force acting between the magnetic core 3 and magnet armature 4. If the solenoid valve is deactivated or the power supply is terminated, this is urgent
  • FIG. 2 shows, in an enlarged detail view of the longitudinal section illustration, an advantageous development of the valve 1 in the sense of the invention. It is provided that the spring element 13 and the disc spring 14 is supported with its outer edge on the sleeve 2. For this purpose, the sleeve 2 a
  • the sleeve 2 is stepped, with a first portion 21 in the region of the magnet armature 4, and a second portion 22 in the region of the magnetic core 3, wherein the portion 21 has a larger diameter than the portion 22, so that the transition from the one Section 21 to the other portion 22 forming diameter taper 20 den
  • Axial stop 19 in the form of a circumferential shoulder for the spring element 13 forms, which extends over the entire circumference of the sleeve 2, so that the spring element 13 rests with its entire outer edge against the axial stop 19.
  • Magnetic armature 3 can be done freely, but at least without having to consider a stop for the spring element 13. So it is conceivable that
  • Core face 1 1 flat, as shown, or curved or angled in
  • the spring washer is thereby not in direct contact with the Polatory magnetic core 3, which may be beneficial for the magnetic flux.
  • the spring element 13 itself may be magnetic or non-magnetic. Due to the magnetic design and the present design of the valve, the magnetic flux is less influenced as in a valve in which the spring washer 14 rests against the magnetic core 3.
  • Figure 3 shows an advantageous development in which the axial stop 19 is associated with a stiffening element 23 which is arranged on the axial stop 19 opposite side of the jacket wall 24 of the sleeve 2. Due to the stepped design of the sleeve 2, the stiffening element 23 rests on the rear, formed by the cross-sectional taper projection 25 of the sleeve 2, and thus supports the sleeve 2 in the region of the diameter taper
  • the stiffening element 23 formed here as a stiffening ring is pushed onto the sleeve 2 and fixedly connected to it by welding, gluing or the like, for example. It is also conceivable to screw the stiffening ring or the stiffening element 23 to the sleeve 2. For this purpose, one or more screw connections can be provided. Preferably, however, the stiffening element 23 has an internal thread and the sleeve 2 a
  • Stiffening element 23 has a diameter taper.
  • the stiffening ring shown instead of the rectangular profile - as shown - has a profile which has a snug against the sleeve 2 geometry, in particular without sharp edges.
  • FIG. 4 shows a further embodiment, which differs from the one of FIG.
  • the previous embodiment differs in that the sleeve 2 for forming the diameter taper 20 is not stepped, as described above, but has a circumferential bead 26.
  • the bead 26 extends over the entire circumference of the sleeve 2, so that the sleeve 2 has substantially the same diameter throughout, and is only partially tapered by the bead 26, wherein, as shown, the spring element 13 at the through the bead 26th formed axial stop 19 is supported.
  • FIG. 5 shows an advantageous embodiment in another exemplary embodiment
  • the disc spring 14 in this case has a bent outer edge 28, so that the disc spring receives a cup-shaped design.
  • the outer edge 28 is in the direction of the armature 4, ie in the
  • Axial stop 19 is supported.
  • the leadership of the disc spring 14 is improved.
  • the spring washer 14 is also stiffer.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the valve 1, which in the
  • the axial stop 19 is not formed circumferentially by a bead or a stepped design of the sleeve 2, but by a plurality of distributed along the circumference arranged longitudinal corrugations 29.
  • the longitudinal corrugations 29 terminate at the same height of the sleeve 2, so that distributed over the circumference formed axial stops 19 are at the same height and thus the spring washer 14 receives the desired position and orientation and corresponding to the
  • Axial stop 19 of the sleeve 2 can support.
  • Stiffening element as described in the embodiment of Figure 3, is provided.
  • the disc spring 14 as shown in Figure 5, provided with a bent outer edge.
  • the disc spring 14 instead of the disc spring 14 to provide a different kind of spring element 13, which between the
  • the disc spring 14 is made of a magnetic material in order to obtain a desired magnetic flux. Of course, it is also not possible to provide magnetic materials for the disc spring 14.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Ventil (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Hülse (2), in der ein Magnetkern (3) fest und ein ein Ventilelement (6) betätigender Magnetanker (4) axial verlagerbar angeordnet sind, wobei mindestens ein Federelement (13) vorgesehen ist, das die dem Magnetkern (3) zugewandte Ankerstirnfläche (12) des Magnetankers (4) zumindest bei einer Betätigung des Ventils (1) mit einer Federkraft beaufschlagt. Dabei ist vorgesehen,dasssich das Federelement (13) an der Hülse (2) abstützt.

Description

Beschreibung Titel
Elektromagnetisch betätigbares Ventil Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik Ventile der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise als Dosier- oder Einspritzventile für Kraftfahrzeuge. So offenbart beispielsweise die Druckschrift EP 1 232 082 B1 ein elektromagnetisch betätigbares Ventil mit einer Hülse, in der ein Magnetkern fest und ein ein Ventilelement betätigender Magnetanker axial verlagerbar angeordnet sind. Das Ventilelement wirkt dabei mit einer Ventilöffnung zum Verschließen oder
Freigeben der Ventilöffnung zusammen und ist mit dem Magnetanker derart verbunden, dass es sich, wenn der Magnetanker von dem Magnetkern angezogen wird, von der Ventilöffnung löst und dadurch diese freigibt. Zwischen dem Magnetanker und dem Magnetkern wirken dabei zwei Federelemente, die im Wesentlichen zur Rückstellung des Magnetankers dienen, wodurch die
Ventilöffnung im stromlosen beziehungsweise unbestromten Zustand des Ventils geschlossen wird/ist. Eines der Federelemente ist dabei als Scheibenfeder ausgebildet, die die Ankerstirnfläche des Magnetankers, also die dem
Magnetkern zugewandte Stirnfläche des Magnetankers, zumindest bei einer Betätigung des Ventils mit einer Federkraft beaufschlagt. Die Scheibenfeder ist dabei zwischen der Kernstirnfläche, also der dem Magnetanker zugewandten Stirnfläche des Magnetkerns, und der Ankerstirnfläche gehalten, sodass sich die Scheibenfeder an dem Magnetkern abstützt, um den Magnetanker mit einer Federkraft beaufschlagen zu können. Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Ventil zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 aus. Es hat den Vorteil, dass die Kernstirnfläche im Wesentlichen frei gestaltet werden kann, ohne Rücksicht auf die dazwischen liegende Scheibenfeder beziehungsweise deren Anlagestelle auf der Kernstirnfläche nehmen zu müssen. Dadurch kann die Kernstirnfläche im Hinblick auf den Magnetkraftfluss optimal gestaltet werden. Das erfindungsgemäße Ventil zeichnet sich dabei dadurch aus, dass sich das
Federelement an der Hülse abstützt. Statt also, wie bisher, eine Lagerstelle für das Federelement beziehungsweise die Scheibenfeder an dem Magnetkern vorzusehen, liegt die Scheibenfeder derart an der Hülse an, dass sie sich daran abstützt. Vorzugsweise stützt sich die Scheibenfeder reib- beziehungsweise kraftschlüssig an der Hülse ab. Hierzu ist die Scheibenfeder beispielsweise unter elastischer und/oder plastischer Verformung in die Hülse eingepresst
angeordnet. Dies erlaubt eine besonders einfache Montage und Herstellung des Ventils. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn das Federelement sich formschlüssig an der Hülse abstützt, da dann auch hohe Kräfte sicher übertragen werden können, ohne dass sich das Federelement aus seiner Position beziehungsweise von der Abstützstelle lösen kann.
Vorzugsweise weist dazu die Hülse einen Axialanschlag auf. Der Axialanschlag ist auf der Innenseite der Hülse vorzugsweise derart angeordnet, dass er axial zwischen dem Magnetanker und dem Magnetkern oder auf Höhe der
Kernstirnfläche liegt. Natürlich ist es auch denkbar, dass der Axialanschlag bezüglich der Kernstirnfläche zurückgesetzt angeordnet ist, wobei dann der Kern an dieser Stelle eine entsprechende seitliche Aussparung aufweisen müsste, an welcher der Axialanschlag der Hülse einliegt. Der Axialanschlag ist bevorzugt als separates Bauteil an der Hülse befestigt oder einstückig mit der Hülse
ausgebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülse zur Bildung des Axialanschlags eine Durchmesserverjüngung aufweist. Durch die Durchmesserverjüngung wird in der Hülse eine Schulter gebildet, die als Axialanschlag dient. Verjüngt sich der Durchmesser entlang des gesamten Umfangs der Hülse, so wird hierdurch eine ringförmige, insbesondere kreisringförmige Schulter und damit ein ringförmiger beziehungsweise kreisringförmiger Axialanschlag geboten, auf welchem das Federelement sich abstützt. Die Durchmesserverjüngung kann sich dabei nur lokal über einen schmalen Axialbereich der Hülse erstrecken, sodass vor und hinter der
Durchmesserverjüngung die Hülse den gleichen Durchmesser aufweist, oder sie kann durch eine gestufte Ausbildung der Hülse mit zwei unterschiedlichen Durchmessern definiert sein. Vorzugsweise wird der Axialanschlag durch eine Verformung der Mantelwand der Hülse erzeugt.
Besonders bevorzugt weist die Hülse zur Bildung des Axialanschlags wenigstens eine umlaufende Sicke auf. Die Sicke kann beispielsweise durch nachträgliches Rollieren der Hülse oder dergleichen erzeugt werden. Alternativ ist es auch denkbar, in Umfangsrichtung gesehen die Sicke nur bereichsweise vorzusehen, sodass die Hülse abschnittsweise nach innen verjüngt ist und dadurch mehrere Axialanschläge aufweist.
Alternativ zum Vorsehen einer oder mehrerer umlaufender Sicken ist bevorzugt vorgesehen, dass die Hülse zum Bilden des Axialanschlags wenigstens eine, insbesondere mehrere über den Umfang der Hülse insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnete Längssicken aufweist. Zweckmäßigerweise enden oder beginnen die Längssicken auf gleicher Höhe, dort wo der Axialanschlag vorgesehen sein soll. Weiterhin ist es denkbar, dass die Längssicken zusätzlich zu einer oder mehreren umlaufenden Sicken vorgesehen sind, wodurch die Stabilität beziehungsweise Steifigkeit der Hülse verbessert wird. Die Längssicken und auch die Umlaufsicken werden bevorzugt durch einen Prägeprozess in die Hülse eingebracht.
Vorzugsweise ist die Hülse im Bereich des Axialanschlags zur Versteifung der Hülse plastisch verformt. Wie oben bereits erwähnt, können hierzu die eine oder die mehreren Längssicken vorgesehen werden. Ebenso können durch Bördeln oder Verpressen erzeugte Bereiche der Hülse dem Axialanschlag zugeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Hülse zumindest im Bereich des Axialanschlags wärmebehandelt ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Hülse zumindest im Bereich des Axialanschlags eine höhere Steifigkeit aufweist, sodass auch bei einer hohen Lebensdauer des Ventils das Federelement einen sicheren Stützpunkt an dem Axialanschlag findet. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass insbesondere auf der Außenseite der Hülse wenigstens ein dem Axialanschlag zugeordnetes Versteifungselement angeordnet ist. Das Versteifungselement ist zweckmäßigerweise an der Hülse befestigbar/befestigt, sodass es die Form der Hülse auch bei einer hohen Belastung zumindest im Bereich des Axialanschlags erhält. Besonders bevorzugt ist dazu das Versteifungselement auf der dem
Federelement gegenüberliegenden Seite des Axialanschlags auf der Außenseite der Hülse angeordnet, sodass sich die Rückseite des Axialanschlags an dem Versteifungselement abstützt.
Besonders bevorzugt ist das Versteifungselement als Versteifungsring ausgebildet, der auf die Hülse aufgeschoben ist. Dabei entspricht der
Innendurchmesser des Rings zumindest im Wesentlichen dem
Außendurchmesser der Hülse jenseits des Axialanschlags vom Magnetanker aus gesehen. Bevorzugt entspricht die Innenkontur des Versteifungsrings der Außenkontur der Hülse im Bereich des Axialanschlags. Gegebenenfalls werden die Durchmesser derart gewählt, dass der Versteifungsring auf die Hülse aufpressbar ist, wodurch dieser kraftschlüssig an dieser befestigt wird. Natürlich können aber auch weitere Befestigungsmittel, beispielsweise wie eine
Versch raubung, Verklebung oder Verschweißung vorgesehen sein, um die Anordnung des Versteifungselements beziehungsweise Versteifungsrings auf der Hülse zu gewährleisten. Bei dem Versteifungselement kann es sich auch um ein Montageelement des Ventils handeln. So kann das Versteifungselement beispielsweise von einem Karosserieteil oder dem Gehäuse einer Baueinheit gebildet werden, an welchem das Ventil befestigt wird beziehungsweise ist.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 ein bekanntes Magnetventil, Figur 2 das Magnetventil mit einem Axialanschlag für ein Federelement, Figur 3 das Ventil gemäß Figur 2 mit einem zusätzlichen
Versteifungselement,
Figur 4 das Ventil mit einer umlaufenden Sicke in der Hülse,
Figur 5 das Ventil mit einem topfförmigen Federelement und
Figur 6 das Ventil mit einer Längssicke, jeweils in einer
Längsschnittdarstellung.
Figur 1 zeigt in einer Längsschnittdarstellung ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 1 , das insbesondere in Hydrauliksystemen von Kraftfahrzeugen verbaubar ist. Das Ventil 1 weist eine im Wesentlichen zylinderförmige Hülse 2 auf, welche an einem Ende einen Magnetkern 3 trägt, der fest mit der Hülse 2 verbunden ist. Dem Magnetkern 3 ist eine hier nicht näher dargestellte Spule zugeordnet, durch deren Bestromung der Magnetkern 3 einen in der Hülse axial verlagerbar angeordneten Magnetanker 4 anzieht.
Der Magnetanker 4 weist eine gestufte Durchgangsbohrung 5 auf, in welcher an der dem Magnetkern 3 abgewandten Seite ein Ventilelement 6 gehalten ist, das eine Ventilspitze 7 aufweist, die mit einem Ventilsitz beziehungsweise mit einer Ventilöffnung 8 zum Verschließen oder Freigeben eines
Durchströmungsquerschnitts zusammenwirkt. In der Durchbohrung 5 ist weiterhin ein axial verlagerbares Druckstück 9 gehalten, das einendig von einem als Schraubenfeder 10 ausgebildeten Federelement beaufschlagt ist, welches sich einendig an dem Ventilelement 6 abstützt, und anderendig an dem
Magnetkern 3. Der Magnetkern 3 weist hierbei eine dem Magnetanker 4 zugewandte, rotationssymmetrische Kernstirnfläche 1 1 auf, und der Magnetanker 4 eine dem Magnetkern 3 zugewandte, rotationssymmetrische Ankerstirnfläche 12. Das Druckstück 9 ragt über die Ankerstirnfläche 12 hinaus und liegt an der Kernstirnfläche 1 1 mittig an.
Zwischen dem Magnetkern 3 und dem Magnetanker 4 ist ein weiteres, elastisch verformbares Federelement 13 vorgesehen, das vorliegend als
rotationssymmetrische Scheibenfeder 14 ausgebildet und zwischen der Kernstirnfläche 1 1 und der Ankerstirnfläche 12 verspannt beziehungsweise vorgespannt gehalten ist. In der dargestellten Ausgangsstellung, also im unbetätigten Zustand, muss das Federelement 13 jedoch nicht unbedingt vorgespannt beziehungsweise verspannt gehalten sein. Die Ausbildung kann gemäß einer alternativen Ausführungsform auch derart erfolgen, dass das
Federelement 13 erst bei Betätigung des Ventils 1 zwischen den beiden
Stirnflächen 1 1 und 12 verspannt wird. Die Scheibenfeder 14 weist mittig eine Öffnung 15 auf, durch welche das Druckstück 9 hindurchragt, um an der
Kernstirnfläche 1 1 anzuliegen.
Die Kernstirnfläche 1 1 weist dabei mittig einen Bereich auf, in welchem sich die Kernstirnfläche 1 1 senkrecht zur Achse des Ventils 1 erstreckt, und auf welcher das Druckstück 9 aufliegt. Dieser Bereich weist einen Radius auf, der über das Druckstück 9 hinausgeht und somit eine Auflagefläche für die Scheibenfeder 14 bildet. Der Magnetanker 4 weist an seiner Ankerstirnfläche 12 einen
Außenbereich auf, in welchem die Ankerstirnfläche 12 ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Achse 18 des Ventils (durch eine Strich-Punkt-Linie angedeutet) ausgerichtet ist. Dieser Bereich ist dabei ringförmig ausgebildet und liegt am äußersten Rand der Ankerstirnfläche 12. Auf diesem Bereich liegt die
Scheibenfeder 14 mit ihrem äußeren Randbereich auf. Die Scheibenfeder 14 bildet somit mit dem Magnetanker 4 und dem Magnetkern 3 jeweils einen Anlagepunkt 16 beziehungsweise 17, die in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel als ringförmige Auflageflächen ausgebildet sind. Im Übrigen sind die Kernstirnfläche 1 1 und die Ankerstirnfläche 13 in Radialerstreckung, also ausgehend von der Achse des Ventils 1 , schräg verlaufend ausgebildet, wobei die schräg verlaufenden Bereiche im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, sodass die Kernstirnfläche 1 1 und die Ankerstirnfläche 12 insoweit komplementär ausgebildet sind. Im Betrieb, wenn das Magnetventil bestromt beziehungsweise betätigt wird, zieht der Magnetkern 3 den Magnetanker 4 an, wodurch die dazwischen verspannt gehaltene Scheibenfeder 14 verformt wird und dadurch eine Federkraft erzeugt, die zwischen Magnetkern 3 und Magnetanker 4 wirkt. Wird das Magnetventil deaktiviert beziehungsweise die Stromzufuhr beendet, so drängt das
Federelement 13 beziehungsweise die Scheibenfeder 14 den Magnetanker 4 zurück in seine die Ventilöffnung verschließende Ausgangsposition. Figur 2 zeigt in einer vergrößerten Detailansicht der Längsschnittdarstellung eine vorteilhafte Weiterbildung des Ventils 1 im Sinne der Erfindung. Dabei ist vorgesehen, dass sich das Federelement 13 beziehungsweise die Scheibenfeder 14 mit ihrem Außenrand an der Hülse 2 abstützt. Dazu weist die Hülse 2 einen
Axialanschlag 19 auf, der von einer Durchmesserverjüngung 20 gebildet ist. Hierbei ist die Hülse 2 gestuft ausgebildet, mit einem ersten Abschnitt 21 im Bereich des Magnetankers 4, und einem zweiten Abschnitt 22 im Bereich des Magnetkerns 3, wobei der Abschnitt 21 einen größeren Durchmesser aufweist als der Abschnitt 22, sodass die den Übergang von dem einen Abschnitt 21 zu dem anderen Abschnitt 22 bildende Durchmesserverjüngung 20 den
Axialanschlag 19 in Form einer umlaufenden Schulter für das Federelement 13 bildet, die sich über den gesamten Umfang der Hülse 2 erstreckt, sodass das Federelement 13 mit seinem gesamten Außenrand an dem Axialanschlag 19 anliegt.
Hierdurch wird erreicht, dass die Gestaltung der Kernstirnfläche 1 1 des
Magnetankers 3 frei erfolgen kann, zumindest aber ohne einen Anschlag für das Federelement 13 berücksichtigen zu müssen. So ist es denkbar, die
Kernstirnfläche 1 1 eben, wie dargestellt, oder gekrümmt oder winkelig im
Längsschnitt gesehen auszubilden. Hierdurch können sich insbesondere
Kostenvorteile bei der Herstellung des Ventils ergeben. Darüber hinaus befindet sich die Federscheibe dadurch nicht in einem direkten Kontakt zu dem Polbeziehungsweise Magnetkern 3, was für den Magnetfluss von Vorteil sein kann. Das Federelement 13 selbst kann magnetisch oder nicht-magnetisch ausgebildet sein. Durch die magnetische Ausbildung und die vorliegende Ausbildung des Ventils wird der Magnetfluss weniger stark beeinflusst wie bei einem Ventil, bei welchem die Federscheibe 14 an dem Magnetkern 3 anliegt. Figur 3 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung, bei welcher dem Axialanschlag 19 ein Versteifungselement 23 zugeordnet ist, das auf der dem Axialanschlag 19 gegenüberliegenden Seite der Mantelwand 24 der Hülse 2 angeordnet ist. Durch die gestufte Ausbildung der Hülse 2 liegt das Versteifungselement 23 auf dem rückseitigen, durch die Querschnittsverjüngung entstandenen Vorsprung 25 der Hülse 2 auf, und stützt somit die Hülse 2 im Bereich der Durchmesserverjüngung
20, sodass auch hohe Belastungen von der Hülse 2 beziehungsweise hohe Federkräfte aufgenommen werden können. Das hier als Versteifungsring ausgebildete Versteifungselement 23 ist auf die Hülse 2 aufgeschoben und mit dieser beispielsweise durch Verschweißen, Verkleben oder dergleichen fest verbunden. Auch ist es denkbar, den Versteifungsring beziehungsweise das Versteifungselement 23 an der Hülse 2 zu verschrauben. Hierzu können eine oder mehrere Schraubverbindungen vorgesehen sein. Bevorzugt weist jedoch das Versteifungselement 23 ein Innengewinde und die Hülse 2 ein
Außengewinde auf, sodass der Versteifungsring 23 direkt auf die Hülse 2 aufschraubbar ist.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Innenkontur des Versteifungsrings der
Außenkontur der Hülse 2 im Bereich des Axialanschlags 19 entspricht. So ist die Innenkontur des Versteifungselements 23 zweckmäßigerweise entsprechend der Außenkontur der Hülse 2 geformt, sodass auch die Innenkontur des
Versteifungselements 23 eine Durchmesserverjüngung aufweist.
Natürlich ist es auch denkbar, dass das Versteifungselement 23
beziehungsweise der dargestellte Versteifungsring anstelle des Rechteckprofils - wie dargestellt - ein Profil aufweist, das eine an die Hülse 2 angeschmiegte Geometrie, insbesondere ohne scharfe Kanten, aufweist.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich von dem
vorhergehenden Ausführungsbeispiel dahingehend unterscheidet, dass die Hülse 2 zum Bilden der Durchmesserverjüngung 20 nicht, wie zuvor beschrieben, gestuft ausgebildet ist, sondern eine umlaufende Sicke 26 aufweist. Die Sicke 26 erstreckt sich über den gesamten Umfang der Hülse 2, sodass die Hülse 2 durchgehend im Wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist, und nur durch die Sicke 26 bereichsweise verjüngt ist, wobei, wie dargestellt, das Federelement 13 sich an dem durch die Sicke 26 gebildeten Axialanschlag 19 abstützt.
Zur Versteifung der Konstruktion ist oberhalb der Sicke 26, die nach innen gerichtet ist, eine weitere Sicke 27 vorgesehen, die jedoch nach außen gerichtet ist. Die zweite Sicke 27 erhöht die Steifigkeit und Festigkeit des Axialanschlags 19 und damit die des Ventils 1 . Figur 5 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine vorteilhafte
Weiterbildung der Scheibenfeder 14. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weist die Scheibenfeder 14 hierbei einen umgebogenen Außenrand 28 auf, sodass die Scheibenfeder eine topfförmige Ausbildung erhält. Der Außenrand 28 ist dabei in Richtung des Magnetankers 4, also in den
Darstellungen nach unten, umgebogen, sodass sich die Federscheibe 14 mit der dadurch geformten Kante an der Innenseite der Hülse 2 und an dem
Axialanschlag 19 abstützt. Hierdurch wird die Führung der Scheibenfeder 14 verbessert. Vorzugsweise erfolgt das Umformen der Federscheibe 14 durch einen Bördelvorgang. Hierdurch wird die Federscheibe 14 außerdem steifer.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Ventils 1 , das im
Wesentlichen den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 2 und 4 entspricht. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist jedoch vorgesehen, das der Axialanschlag 19 nicht umlaufend durch eine Sicke oder eine gestufte Ausbildung der Hülse 2, sondern durch mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Längssicken 29 gebildet wird. Die Längssicken 29 enden auf der gleichen Höhe der Hülse 2, sodass die über den Umfang verteilt gebildeten Axialanschläge 19 auf der gleichen Höhe liegen und somit die Federscheibe 14 die gewünschte Position und Ausrichtung erhält und sich entsprechend an dem
Axialanschlag 19 der Hülse 2 abstützen kann.
Wie aus den Figuren 2 bis 6 ersichtlich, wird die Federscheibe 14
vorteilhafterweise zwischen der Ankerstirnfläche 12 und dem Axialanschlag 19 der Hülse 2 zumindest bei einer Betätigung des Ventils 1 verspannt
beziehungsweise verspannt gehalten, wobei der Axialanschlag 19 auf unterschiedliche Art und Weise realisierbar ist. Natürlich lassen sich die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombinieren, sodass beispielsweise bei einer Ausführungsform gemäß Figur 4 zusätzlich ein
Versteifungselement, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 beschrieben wurde, vorgesehen ist. Ebenso lässt sich bei allen Ausführungsbeispielen die Scheibenfeder 14, wie in Figur 5 dargestellt, mit einem umgebogenen Außenrand versehen. Natürlich ist es auch denkbar, anstelle der Scheibenfeder 14 ein anders geartetes Federelement 13 vorzusehen, das zwischen der
Ankerstirnfläche 12 und dem jeweiligen Axialanschlag 19
verspannbar/vorgespannt ist, wie beispielsweise eine oder mehrere Blattfedern oder Schraubenfedern. Ebenso ist es denkbar, dass die Scheibenfeder 14 aus einem magnetischen Material besteht, um einen gewünschten Magnetfluss zu erhalten. Natürlich können aber auch nicht magnetische Materialien für die Scheibenfeder 14 vorgesehen sein.

Claims

Ansprüche
1 . Elektromagnetisch betätigbares Ventil (1 ), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Hülse (2), in der ein Magnetkern (3) fest und ein ein Ventilelement (6) betätigender Magnetanker (4) axial verlagerbar angeordnet sind, wobei mindestens ein Federelement (13) vorgesehen ist, das die dem Magnetkern (3) zugewandte Ankerstirnfläche (12) des Magnetankers (4) zumindest bei einer Betätigung des Ventils (1 ) mit einer Federkraft beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federelement (13) an der Hülse (2) abstützt.
2. Ventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2) einen Axialanschlag (19) aufweist.
3. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hülse (2) zur Bildung des Axialanschlags (19) eine Durchmesserverjüngung (20) aufweist.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Federelement (13) als Federscheibe (14) ausgebildet ist und zumindest bereichsweise an seinem Außenrand (28) umgebogen ist, insbesondere einen gebördelten Außenrand (28) aufweist.
5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hülse (2) zur Bildung des Axialanschlags (19) wenigstens eine umlaufende Sicke (26) aufweist.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hülse (2) zum Bilden des Axialanschlags (19) wenigstens eine, insbesondere mehrere über den Umfang der Hülse (2) verteilt angeordnete Längssicken (29) aufweist.
7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hülse (2) im Bereich des Axialanschlags (19) zu ihrer Versteifung plastisch verformt ist.
8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hülse (2) zumindest im Bereich des
Axialanschlags (19) wärmebehandelt ist.
9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass auf der Außenseite der Hülse (2) wenigstens ein dem Axialanschlag (19) zugeordnetes Versteifungselement (23) angeordnet ist.
10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (23) als Versteifungsring ausgebildet ist.
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